JPH0194834A - High frequency probe for nmr and nmr signal measuring method - Google Patents

High frequency probe for nmr and nmr signal measuring method

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JPH0194834A
JPH0194834A JP62250649A JP25064987A JPH0194834A JP H0194834 A JPH0194834 A JP H0194834A JP 62250649 A JP62250649 A JP 62250649A JP 25064987 A JP25064987 A JP 25064987A JP H0194834 A JPH0194834 A JP H0194834A
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JP
Japan
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variable resistance
coil
resistance means
nmr
probe
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Application number
JP62250649A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Yoda
潔 依田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0194834A publication Critical patent/JPH0194834A/en
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Abstract

PURPOSE:To facilitate impedance matching and to prevent the generation of waveform strain, by connecting a variable resistor means to the coupling coil magnetically coupled with a resonance circuit and selectively changing resonance frequency or a Q-value. CONSTITUTION:The resonance circuit 30 of a transmitting probe consists of a transmission coil 21 and a resonating condenser 27, and a coupling coil 1 is magnetically coupled with the transmission coil 21 of the resonance circuit 30. A variable resistor means 10 is constituted of a DC inhibiting condenser 4, pin diodes 2a, 2b and a resistor R and acts as the series resistor of the coupling coil 1. Bias voltage is applied to the pin diodes 2a, 2b through the resistor R to control the impedance of the variable resistor means 10.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] この発明は、NMR(核磁気共鳴)に用いられる高周波
プローブ及びNMR信号測定方法に関し、特にインピー
ダンスの整合が容易で且つ高周波磁場に波形歪が生じな
いNMR用高周波プローブNMR信号測定方法に関する
ものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a high frequency probe used in NMR (nuclear magnetic resonance) and an NMR signal measurement method, and in particular, the present invention relates to a high frequency probe used in NMR (nuclear magnetic resonance) and an NMR signal measurement method, in which impedance matching is easy and the high frequency magnetic field has no waveform distortion. The present invention relates to a method for measuring an NMR signal using a high frequency probe for NMR in which no signal is generated.

[従来の技術] 第11図は、例えば特開昭61−124854号公報に
記載された従来のNMR用高周波プローブす構成図であ
る。
[Prior Art] FIG. 11 is a configuration diagram of a conventional high-frequency probe for NMR described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 124854/1983.

図において、(21)は高周波磁場を送信するための送
信コイルである。 (21a)及び(21b)は送信コ
イル(21)を含む送信プローブの一端に設けられた入
力端子であり、図示しない送信器が接続されている。
In the figure, (21) is a transmitting coil for transmitting a high frequency magnetic field. (21a) and (21b) are input terminals provided at one end of the transmitting probe including the transmitting coil (21), to which a transmitter (not shown) is connected.

(22)は高周波・磁場によって測定対象から誘導され
るNMR信号を受信するための受信コイルである。(2
2a)及び(22b)は受信コイル(22)を含む受信
プローブの一端に設けられた出力端子であり、図示しな
い受信用プリアンプが接続されている。
(22) is a receiving coil for receiving an NMR signal induced from the measurement object by a high frequency/magnetic field. (2
2a) and (22b) are output terminals provided at one end of a receiving probe including a receiving coil (22), to which a receiving preamplifier (not shown) is connected.

(25a)〜(25d)は受信コイル(22)の複数箇
所に挿入された共振用コンデンサであり、少なくとも1
つが可変コンデンサとなってインピーダンス整合用に用
いられている。
(25a) to (25d) are resonance capacitors inserted at multiple locations in the receiving coil (22), and at least one
One becomes a variable capacitor and is used for impedance matching.

(27a)及び(27b)は送信コイル(21)の複数
箇所に挿入された共振用コンデンサであり、少なくとも
1つが可変コンデンサとなってインピーダンス整合用に
用いられている。
(27a) and (27b) are resonance capacitors inserted at multiple locations in the transmitting coil (21), at least one of which serves as a variable capacitor and is used for impedance matching.

(28)は共振用コンデンサ(27a)及び(27b)
間に挿入されたスイッチ手段であり、逆並列接続された
ビンダイオード(28a)及び(28b)から構成され
ている。
(28) is the resonance capacitor (27a) and (27b)
This is a switch means inserted in between, and is composed of bin diodes (28a) and (28b) connected in antiparallel.

(40)は共振用コンデンサ(25c)の両端A2間に
並列接続されたインピーダンス手段であり、逆並列接続
されたビンダイオード(40a)及び(40b)と、こ
れらビンダイオード(40a)及び(40b)に接続さ
れたインダクタンス素子(40c )とからなり、共振
用コンデンサ(25c)と共に共振回路を構成している
(40) is an impedance means connected in parallel between both ends A2 of the resonance capacitor (25c), and includes bin diodes (40a) and (40b) connected in antiparallel, and these bin diodes (40a) and (40b). and an inductance element (40c) connected to the resonant capacitor (25c), forming a resonant circuit together with a resonant capacitor (25c).

次に、第11図のNMR用高周波プローブ作即ちこのプ
ローブを用いた従来のNMR信号測定方法について説明
する。
Next, the construction of the high frequency probe for NMR shown in FIG. 11, that is, the conventional NMR signal measurement method using this probe will be explained.

まず、送信プローブの入力端子(21a)及び(21b
)に送信器からの高周波パルスを印加し、ビンダイオー
ド(28m)及び(28b)を導通させる。この結果、
送信コイル(21)に共振電流が流れて高周波磁場が送
信される。
First, input terminals (21a) and (21b) of the transmitting probe
) is applied with a high frequency pulse from a transmitter to make the bin diodes (28m) and (28b) conductive. As a result,
A resonant current flows through the transmitting coil (21) and a high frequency magnetic field is transmitted.

このとき、高周波磁場の一部は受信コイル゛(22)に
鎖交して受信コイル(22)に共振電流を流そうとする
が、このような共振電流は、高周波磁場の空間的均一性
を乱すので、NMR画像形成時に輝度むらを生じさせて
しまう。
At this time, a part of the high-frequency magnetic field interlinks with the receiving coil (22) and tries to cause a resonant current to flow through the receiving coil (22), but such a resonant current affects the spatial uniformity of the high-frequency magnetic field. This causes brightness unevenness during NMR image formation.

しかし、ビンダイオード(40a)及び(40b)が導
通されて、共振用コンデンサ(25c)及びインダクタ
ンス素子(40c )により共振回路が形成されるので
、両端子AB間は高インピーダンスとなる。これにより
、受信コイル(22)に流れようとする共振電流は抑制
される。
However, since the bin diodes (40a) and (40b) are made conductive and a resonant circuit is formed by the resonant capacitor (25c) and the inductance element (40c), there is a high impedance between both terminals AB. Thereby, the resonance current that tends to flow into the receiving coil (22) is suppressed.

こうして、高周波磁場が印加されると、測定対象(図示
せず)からNMR信号が誘導されて弱い高周波磁場が発
生し、このNMR信号は受信コイル(22)により受信
される。このとき、ビンダイオード(40a)及び(4
0b)は非導通であるため、受信コイル(22)にはN
MR信号(受信信号)による弱い共振電流が流れる。又
、スイッチ手段(28)内のビンダイオード(28a)
及び(28b)は非導通であるため、送信コイル(21
)は受信コイル(22)に対して磁気的に非干渉状態と
なり、受信コイル(22)のQ値は低下しない。
In this way, when a high frequency magnetic field is applied, an NMR signal is induced from the measurement object (not shown), a weak high frequency magnetic field is generated, and this NMR signal is received by the receiving coil (22). At this time, the bin diodes (40a) and (4
0b) is non-conducting, so the receiving coil (22) has N
A weak resonant current flows due to the MR signal (received signal). Also, a bin diode (28a) in the switch means (28)
and (28b) are non-conductive, so the transmitting coil (21
) is magnetically non-interfering with the receiving coil (22), and the Q value of the receiving coil (22) does not decrease.

尚、NMR信号の測定に先立って、例えば送信プローブ
のインピーダンスを50Ωに整合する必要があるが、入
力端子(21a)及び(21b)に印加される高周波パ
ルスの電力が小さいとスイッチ手段(28)が導通しな
いため、大電力の高周波パルスを印加してインピーダン
ス整合を行なっている。
Note that, prior to measuring the NMR signal, it is necessary to match the impedance of the transmitting probe to 50Ω, for example, but if the power of the high-frequency pulse applied to the input terminals (21a) and (21b) is small, the switching means (28) Since there is no conduction, high-power high-frequency pulses are applied to perform impedance matching.

[発明が解決しようとする問題点1 従来のNMr(用高周波プローブ及びNMR信号測定方
法は以上のように、スイッチ手段(28)を導通させる
ために送信コイル(21)のインピーダンス整合時に大
電力高周波パルスが必要となり、簡便でないという問題
点があり・た。又、スイッチ手段(28)が非直線性素
子であるため、発生する高周波磁場に波形歪が生じると
いう問題点があった。
[Problem to be Solved by the Invention 1] As described above, the conventional high-frequency probe for NMR and the NMR signal measurement method use a high-power high-frequency probe during impedance matching of the transmitting coil (21) to make the switch means (28) conductive. There was a problem that a pulse was required and it was not simple.Furthermore, since the switch means (28) was a non-linear element, there was a problem that waveform distortion occurred in the generated high-frequency magnetic field.

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、送信コイルのインピーダンス整合が容易で且
つ高周波磁場の波形歪が生じないNMR用高周波プロー
ブNMR信号測定方法を得ることを目的とする。
This invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to obtain a high-frequency probe NMR signal measurement method for NMR in which impedance matching of a transmitting coil is easy and waveform distortion of a high-frequency magnetic field does not occur. do.

[問題点を解決するための手段] この発明に係るNMR用高周波プローブ高周波磁場を送
信又は受信するための共振回路に磁気結合された結合コ
イルと、この結合コイルに接続された可変抵抗手段と、
この可変抵抗手段のインピーダンスを制御するための制
御端子とを備えたものである。
[Means for Solving the Problems] The high-frequency probe for NMR according to the present invention includes a coupling coil magnetically coupled to a resonant circuit for transmitting or receiving a high-frequency magnetic field, and a variable resistance means connected to the coupling coil.
A control terminal for controlling the impedance of this variable resistance means is provided.

又、この発明に係るNMR信号測定方法は、高周波磁場
の送信期間は、送信コイルに磁気結合された結合コイル
の第1可変抵抗手段を高インピーダンスにすると共に受
信コイルに磁気結合された結合コイルの第2可変抵抗手
段を低インピーダンスにし、NMR信号の受信期間は、
−第1可変抵抗手段を低インピーダンスにすると共に第
2可変抵抗手段を高インピーダンスにする。
Further, in the NMR signal measurement method according to the present invention, during the transmission period of the high frequency magnetic field, the first variable resistance means of the coupling coil magnetically coupled to the transmitting coil is set to high impedance, and the coupling coil magnetically coupled to the receiving coil is set to high impedance. The second variable resistance means is set to low impedance, and the NMR signal reception period is
- The first variable resistance means has a low impedance and the second variable resistance means has a high impedance.

[作用] この発明のNMR用高周波プローブいては、可変抵抗手
段のインピーダンスを変化させることにより選択的に共
振周波数又はQ値を変える。
[Function] In the high frequency probe for NMR of the present invention, the resonance frequency or Q value is selectively changed by changing the impedance of the variable resistance means.

又、この発明のNMR信号測定方法においては、゛送受
信時に送信プローブ及び受信プローブの共振状態を変化
させて、各プローブ同士の磁気的干渉を防ぐ。
Further, in the NMR signal measurement method of the present invention, ``the resonance state of the transmitting probe and the receiving probe is changed during transmission and reception to prevent magnetic interference between the respective probes.

[実施例] 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図はこの発明のNMR用高周波プローブす構成図であり
、(21)は前述と同様のものである。又、(27)は
(27a)及び(27b)に対応する共振用コンデンサ
であり、送信コイル(21)と共に送信プローブの共振
回路(30)を構成している。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. 1st
The figure is a block diagram of a high frequency probe for NMR according to the present invention, and (21) is the same as described above. Further, (27) is a resonant capacitor corresponding to (27a) and (27b), and constitutes a resonant circuit (30) of the transmitting probe together with the transmitting coil (21).

尚、ここでは、送信プローブの場合を示したが、高周波
プローブは受信プローブであってもよい。
Note that although the case of a transmitting probe is shown here, the high frequency probe may be a receiving probe.

又、図示しないが、共振回路(30)には容量結合又は
磁気結合されたインピーダンス整合用の可変容量ダイオ
ード等が設けられており、この可変容量ダイオードを介
して、入力端子(受信プローブの場合は出力端子)が設
けられている。
Although not shown, the resonant circuit (30) is provided with a capacitively or magnetically coupled variable capacitance diode for impedance matching, and the input terminal (in the case of a receiving probe) is connected via the variable capacitance diode. output terminal) is provided.

(1)は共振回路(30)の送信コイル(21)に磁気
結合された結合コイルである。(2a)及び(2b)は
逆直列接続された一対のピンダイオードであり、結合コ
イル(1)に接続されている。Rはピンダイオード(2
a)及び〈2b)の各端子に接続されたバイアス印加用
の抵抗器であり、各抵抗値は10にΩ〜500にΩに設
定されている。
(1) is a coupling coil magnetically coupled to the transmitting coil (21) of the resonant circuit (30). (2a) and (2b) are a pair of pin diodes connected in anti-series, and are connected to the coupling coil (1). R is a pin diode (2
It is a resistor for bias application connected to each terminal of a) and <2b), and each resistance value is set to 10Ω to 500Ω.

(4)は結合コイル(1)とピンダイオード(2a)及
び(2b)との間に挿入された直流阻止用コンデンサで
あり、静電容量は0.01μF〜0.1μF程度に設定
されている。又、この直流阻止用コンデンサ(4)は、
ピンダイオード(2a)、(2b)及び抵抗器Rと共に
可変抵抗手段(10)を構成し、結合コイル(1)の直
列抵抗として作用するようになっている。
(4) is a DC blocking capacitor inserted between the coupling coil (1) and pin diodes (2a) and (2b), and the capacitance is set to about 0.01 μF to 0.1 μF. . In addition, this DC blocking capacitor (4) is
Together with the pin diodes (2a), (2b) and the resistor R, the variable resistance means (10) is configured to act as a series resistance of the coupling coil (1).

尚、ここでは、可変抵抗手段(10)を結合コイル(1
)に直接接続したが、使用周波数に対してλ/2(2分
の1波長)の整数倍の電気長を有する伝送線路例えば同
軸ケーブルを両者の間に介在させてもよい。なぜなら、
λ/2電気長の伝送線路を挿入してもインピーダンスは
変化しないからである。
Incidentally, here, the variable resistance means (10) is connected to the coupling coil (1
), but a transmission line, such as a coaxial cable, having an electrical length that is an integral multiple of λ/2 (half wavelength) relative to the operating frequency may be interposed between the two. because,
This is because the impedance does not change even if a transmission line of λ/2 electrical length is inserted.

(5a)及び(5b)は可変抵抗手段(10)に設けら
れた制御端子であり、抵抗器Rを介してピンダイオード
(2a)及び(2b)にバイアス電圧を印加するように
なっている。
(5a) and (5b) are control terminals provided in the variable resistance means (10), which apply a bias voltage to the pin diodes (2a) and (2b) via the resistor R.

次に、第2図の共振電流特性図を参照しながら、第1図
に示したこの発明のNMR用高周波プローブ作について
説明する。
Next, the operation of the high frequency probe for NMR according to the present invention shown in FIG. 1 will be explained with reference to the resonance current characteristic diagram shown in FIG.

制御端子(5a)及び(5b)にバイアス電圧を印加し
て、ピンダイオード(2a)及び(2b)を逆バイアス
又は零バイアス状態にすると、ピンダイオード(2a)
及び(2b)の抵抗値は数100にΩ以上の高インピー
ダンスとなる。従って、結合コイル(1)が送信コイル
(21)のインダクタンス値に影響を与えることはない
、従って、第2図に実線で示すように、共振周波数f0
において共振電流■。が流れる。
When a bias voltage is applied to the control terminals (5a) and (5b) to put the pin diodes (2a) and (2b) in a reverse bias or zero bias state, the pin diode (2a)
The resistance value of (2b) is a high impedance of several hundreds of Ω or more. Therefore, the coupling coil (1) does not affect the inductance value of the transmitting coil (21).Therefore, as shown by the solid line in Fig. 2, the resonant frequency f0
Resonant current ■. flows.

一方、ピンダイオード(2a)及び(2b)を順バイア
ス状態にすると、結合コイル(1)が低インピーダンス
で短絡されるため、結合コイル(1)との相互誘導によ
り、送信コイル(21)のインダクタンス値が低下する
On the other hand, when the pin diodes (2a) and (2b) are forward biased, the coupling coil (1) is short-circuited with low impedance, so the inductance of the transmitting coil (21) increases due to mutual induction with the coupling coil (1). value decreases.

この順バイアス状態で、100(イ)A程度の大きな順
バイアス電流をピンダイオード(2a)及び(2b)に
流すと、ピンダイオード(2a)及び(3b)の抵抗値
がほぼ零となって共振回路(30)のインダクタンスが
著しく低下する。このため、共振電流特性が破線のよう
になり、共振周波数f1は逆バイアス状態の共振周波数
r0から著しく増加する。このときの共振周波数f1の
増加率Mは、結合コイル(1)と送信コイル(21)と
の結合係数をKとすると、M=[1/ (1−K 2)
]l/2 で表わされる。
In this forward bias state, when a large forward bias current of about 100 (a) A is passed through the pin diodes (2a) and (2b), the resistance value of the pin diodes (2a) and (3b) becomes almost zero, causing resonance. The inductance of the circuit (30) is significantly reduced. Therefore, the resonant current characteristic becomes as shown by the broken line, and the resonant frequency f1 increases significantly from the resonant frequency r0 in the reverse bias state. The rate of increase M of the resonance frequency f1 at this time is M = [1/ (1-K 2), where K is the coupling coefficient between the coupling coil (1) and the transmitting coil (21).
]l/2.

又、0.4mA程1度の小さな順バイアス電流を流すと
、ピンダイオード(2a)及び(2b)の抵抗値が10
Ω程度に大きくなるため、結合コイル(1)に流れる電
流により無視できないジュール損が生じる。このため、
共振電流特性が一点鎖線のようになり、共振周波数f2
が増加すると共に共振電流が減少して共振回路(30)
のQ値は著しく低下する。
Also, when a small forward bias current of about 0.4 mA is applied, the resistance value of the pin diodes (2a) and (2b) becomes 10
Since the current flows through the coupling coil (1), a non-negligible Joule loss occurs. For this reason,
The resonant current characteristic becomes like a dashed line, and the resonant frequency f2
As increases, the resonant current decreases and the resonant circuit (30)
The Q value of is significantly reduced.

このようにピンダイオード(2a)及び(2b)を可変
抵抗手段として用いることにより、共振回路(30)の
共振状態を変化させることができ、他の共振回路(図示
せず)との磁気結合を低減させることができる。
By using the pin diodes (2a) and (2b) as variable resistance means in this way, the resonance state of the resonant circuit (30) can be changed, and magnetic coupling with other resonant circuits (not shown) can be reduced. can be reduced.

第3図は、逆直列接続された一対のピンダイオード(2
a)及び(2b)に代えて、4つのピンダイオード(2
a)〜(2d)をブリッジ構成した実施例を示す構成図
であり、動作は第1図と同様である。
Figure 3 shows a pair of pin diodes (2
Instead of a) and (2b), four pin diodes (2
2 is a configuration diagram showing an embodiment in which a) to (2d) are configured as a bridge, and the operation is the same as that in FIG. 1. FIG.

第4図は送信コイル(21)がスロッテッドチューブ形
の場合の実施例を示す構成図であり、送信°コイル(2
1)との磁気結合が大きくなる位置に結合コイル(1)
を配置している。
FIG. 4 is a configuration diagram showing an embodiment in which the transmitting coil (21) is of a slotted tube type.
Coupling coil (1) at a position where the magnetic coupling with 1) is large.
are placed.

実験によれば、第4図の送信コイル(21)の共振周波
数f0を10MHzとした場合、ピンダイオード(2a
)及び(2b)に約100mAの大きい順バイアス電流
を流すことにより共振周波数「1が60011z増加し
た。
According to experiments, when the resonant frequency f0 of the transmitting coil (21) in Fig. 4 is 10 MHz, the pin diode (2a
) and (2b), the resonance frequency "1" was increased by 60011z by flowing a large forward bias current of about 100 mA.

又、約1mAの小さい順バイアス電流を流すことにより
、非振周波数f2が400Hz増加すると共に、共振周
波数to<= 10MHz>におけるQ値が著しく低下
し、共振電流■は無視できる程度に減少した。
Furthermore, by flowing a small forward bias current of about 1 mA, the non-resonant frequency f2 increased by 400 Hz, the Q value at the resonant frequency to <= 10 MHz> decreased significantly, and the resonant current ■ decreased to a negligible extent.

このように、ピンダイオード(2a)及び(2b)をI
IIIバイアス状態とすることにより、いずれも他の受
信プローブに対して磁気的に非結合となることが分かる
。実際には、小さい順バイアス電流を流してQ値を低減
させる方が、制御端子(5a)及び(5b)の印加電圧
が低いので制御しやすいことが分かった。尚、ピンダイ
オード(2a)及び(2b)としては、ユニトロード社
の0840108を用いた。
In this way, the pin diodes (2a) and (2b) are
It can be seen that by setting the III bias state, neither probe is magnetically coupled to other receiving probes. In reality, it has been found that it is easier to control by flowing a small forward bias current to reduce the Q value because the voltage applied to the control terminals (5a) and (5b) is low. In addition, as the pin diodes (2a) and (2b), 0840108 manufactured by Unitroad was used.

第5図は、送信コイル(21)が回転磁場を送信できる
直交励磁形の場合の実施例を示す構成図であり、矢印C
及びDのように送信コイル(21)から発生する高周波
磁場の2方向に対して磁気結合するように、それぞれ結
合コイル(1)が配置されている。
FIG. 5 is a configuration diagram showing an embodiment in which the transmitting coil (21) is of an orthogonal excitation type capable of transmitting a rotating magnetic field, and is shown by arrow C.
As shown in FIGS. and D, coupling coils (1) are arranged so as to be magnetically coupled in two directions of the high frequency magnetic field generated from the transmitting coil (21).

第6図は、送信コイル(21)に代えてループギャップ
レゾネータ形の受信コイル(22〉を配置し、受信プロ
ーブとした場合の実施例を示す構成図であり、(11)
は受信コイル(22)に磁気結合されたインピーダンス
整合用のコイル、(12)はコイル(11)に接続され
たインピーダンス整合用の可変容量ダイオード、(22
^)は前述の(22a)及び(22b)に対応する出力
端子、(25)は前述の(25a)〜(25d)に対応
する共振用コンデンサである。又、受信コイル(22)
及び共振用コンデンサ(25)は共振回路(30A)を
構成している。
FIG. 6 is a configuration diagram showing an example in which a loop gap resonator type receiving coil (22) is arranged in place of the transmitting coil (21) and used as a receiving probe, and (11)
is a coil for impedance matching magnetically coupled to the receiving coil (22), (12) is a variable capacitance diode for impedance matching connected to the coil (11), (22)
^) is an output terminal corresponding to the above-mentioned (22a) and (22b), and (25) is a resonance capacitor corresponding to the above-mentioned (25a) to (25d). Also, the receiving coil (22)
and a resonance capacitor (25) constitute a resonance circuit (30A).

実験によれば、第6図の受信コイル(22)の共振周波
数f0を25.5MHzとした場合、ピンダイオード(
2a)及び(2b)に対して順バイアス電流を0.2m
Aだけ流すことにより、受信プローブのQ値が著しく低
減して共振電流工は無視できる程度になった。
According to experiments, when the resonant frequency f0 of the receiving coil (22) in Fig. 6 is 25.5 MHz, the pin diode (
Forward bias current of 0.2m for 2a) and (2b)
By flowing only A, the Q value of the receiving probe was significantly reduced and the resonance current flow became negligible.

第7図は第6図内のコイル(11)が結合コイルを兼用
した場合の実施例を示す構成図であり、(4a)−(4
c)は直流阻止用コンデンサ、(14)は可変容量ダイ
オード(12)のバイアス印加用の抵抗器である。
FIG. 7 is a configuration diagram showing an embodiment in which the coil (11) in FIG. 6 also serves as a coupling coil, and (4a)-(4
c) is a DC blocking capacitor, and (14) is a resistor for applying bias to the variable capacitance diode (12).

又、第8図は、送信コイル(21)及び受信コイル(2
2)を組み合わせた場合の実施例を示す構成図であり、
(1a)は送信コイル(21)に磁気結合された第1結
合コイル、(1b)は受信コイル(22)に磁気結合°
された第2結合コイル、(10M)は第1結合コイル(
1a)に接続された第1可変抵抗手段、(10b)は第
2結合コイル(1b)に接続された第2可変抵抗手段、
(5c)及び(5d)は第2可変抵抗手段(10b)に
設けられた制御端子である。
FIG. 8 also shows the transmitting coil (21) and receiving coil (2).
2) is a configuration diagram showing an example in which 2) is combined;
(1a) is the first coupling coil magnetically coupled to the transmitter coil (21), (1b) is magnetically coupled to the receiver coil (22).
The second coupling coil (10M) is the first coupling coil (
(1a) is a first variable resistance means connected to the second coupling coil (1b); (10b) is a second variable resistance means connected to the second coupling coil (1b);
(5c) and (5d) are control terminals provided in the second variable resistance means (10b).

次に、第9図のフローチャート図及び第10図のタイミ
ングチャート図を参照しながら、第8図のNMR用高周
波プローブいたこの発明のNMR信号測定方法の一実施
例について説明する。
Next, an embodiment of the NMR signal measuring method of the present invention using the NMR high frequency probe shown in FIG. 8 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 9 and the timing chart shown in FIG.

第1スーツプS1 送信コイル(21)が高周波磁場を送信する期間は、制
御端子(5a)及び(5b)間の印加電圧v1を逆バイ
アス(又は零バイアス)にし、制御端子(5C)及び(
5d)間の印加電圧v2を順バイアスにする。これによ
り、第1可変抵抗手段(10a)が高インピーダンスと
なって第1結合コイル(1a)は開放され、一方、第2
可変抵抗手段(10b)が低インピーダンス(例えば1
0Ω)となろて第2結合コイル(1b)は短絡される。
During the period when the transmitting coil (21) transmits a high-frequency magnetic field, the voltage v1 applied between the control terminals (5a) and (5b) is reverse biased (or zero biased), and the control terminals (5C) and (
The applied voltage v2 between 5d) and 5d) is set to a forward bias. As a result, the first variable resistance means (10a) becomes high impedance and the first coupling coil (1a) is opened, while the second
The variable resistance means (10b) has a low impedance (e.g. 1
0Ω), and the second coupling coil (1b) is short-circuited.

この結果、送信コイル(21)を含む共振回路(30)
の共振状態は不変であり、一方、受信コイル(22)を
含む共振回路(30A>の共振周波数f、は増加すると
共にQ値は著しく低下する(第2図参照)。
As a result, a resonant circuit (30) including a transmitting coil (21)
The resonant state of the receiver coil (22) remains unchanged, while the resonant frequency f of the resonant circuit (30A>) including the receiving coil (22) increases and the Q value decreases significantly (see FIG. 2).

このとき、送信コイル(21)と受信コイル(22)の
磁気結合がほとんど無視でき、受信コイル(22)に共
振電流が流れないので、高周波磁場の空間的均一度が良
くなり、送信コイル(21)の動作は理想的になる。又
、第6図と同様の可変容量ダイオード(12)を用いる
ことにより、送信コイル(21)のインピーダンス整合
も小電力で実施することができる。
At this time, the magnetic coupling between the transmitting coil (21) and the receiving coil (22) is almost negligible, and no resonant current flows through the receiving coil (22), so the spatial uniformity of the high-frequency magnetic field is improved, and the transmitting coil (21) ) behaves ideally. Further, by using a variable capacitance diode (12) similar to that shown in FIG. 6, impedance matching of the transmitting coil (21) can also be performed with low power.

更に、高周波磁場の送信波形に歪が生じないので、波形
補正が不要となる。
Furthermore, since no distortion occurs in the transmitted waveform of the high-frequency magnetic field, no waveform correction is required.

尚、順バイアス電流を増やして第2可変抵抗手段(10
b)のインピーダンスを0.1a程度にした場合は、Q
値の低下はなく共振周波数rl(第2図参照)が増加す
るのみであるが、同様に磁気結合は低減する。
In addition, by increasing the forward bias current, the second variable resistance means (10
If the impedance of b) is set to about 0.1a, Q
Although the value does not decrease and only the resonance frequency rl (see FIG. 2) increases, the magnetic coupling decreases as well.

剃λ2jシじびス 受信コイル(22)によりNMR信号を受信する期間は
、印加電圧■1を順バイアス、印加電圧v2を逆バイア
スにする。これにより、第1可変抵抗手段(10a)が
低インピーダンスとなって第1結合コイル(1a)は短
絡され、一方、第2可変抵抗手段(tab)が高インピ
ーダンスとなって第2結合コイル(1b)は開放される
。従って、共振回路(30)の共振周波数は「1に増加
(又は、f2に増加すると共にQ値が低下)し、共振回
路(30A)は共振周波数「。のままである。
During the period in which the NMR signal is received by the λ2j system receiving coil (22), the applied voltage (1) is made to be a forward bias, and the applied voltage (v2) is made to be a reverse bias. As a result, the first variable resistance means (10a) becomes a low impedance and the first coupling coil (1a) is short-circuited, while the second variable resistance means (tab) becomes a high impedance and the second coupling coil (1b) becomes a low impedance. ) is released. Therefore, the resonant frequency of the resonant circuit (30) increases to "1" (or the Q value decreases as it increases to f2), and the resonant circuit (30A) remains at the resonant frequency ".".

この結果、送信コイル(21)と受信コイル(22)と
の磁気結合が低減するので、受信コイル(22)のQ値
が低下せず、受信コイル〈22)は理想的に動作する。
As a result, the magnetic coupling between the transmitting coil (21) and the receiving coil (22) is reduced, so the Q value of the receiving coil (22) does not decrease, and the receiving coil (22) operates ideally.

又、インピーダンス整合も上記第1ステツプと同様に容
易に遂行できる。
Also, impedance matching can be easily accomplished in the same way as in the first step.

[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、高周波磁場を送信又は
受信するための共振回路に磁気結合された結合コイルと
、この結合コイルに接続された可変抵抗手段と、この可
変抵抗手段のインピーダンスを制御するための制御端子
とを備え、選択的に共振周波数又はQ値を変えるように
したので、インピーダンス整合が容易で且つ波形歪が生
じないNMR用高周波プローブられる効果がある。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, there is provided a coupling coil magnetically coupled to a resonant circuit for transmitting or receiving a high frequency magnetic field, a variable resistance means connected to the coupling coil, and a variable resistance means connected to the coupling coil. Since the device is equipped with a control terminal for controlling the impedance of the means and the resonant frequency or Q value is selectively changed, the impedance matching is easy and the high frequency probe for NMR can be used without waveform distortion.

又、この発明によれば、高周波磁場の送信期間は、送信
コイル側の第1可変抵抗手段を高インピーダンスにする
と共に受信コイル側の第2可変抵抗手段を低インピーダ
ンスにし、NMR信号の受信期間は、第1可変抵抗手段
を低インピーダンスにすると共に第2可変抵抗手段を高
インピーダンスにして共振状態を変化させ、送受信時に
おけるプローブ同士の磁気的干渉を防ぐようにしたので
、送信コイルのインピーダンス整合が容易で高性能且つ
SN比のよいNMR信号測定方法が得られる効果がある
Further, according to the present invention, during the transmission period of the high frequency magnetic field, the first variable resistance means on the transmitting coil side is set to high impedance, and the second variable resistance means on the receiving coil side is set to low impedance, and during the receiving period of the NMR signal, the first variable resistance means on the receiving coil side is set to low impedance. By setting the first variable resistance means to a low impedance and setting the second variable resistance means to a high impedance to change the resonance state and prevent magnetic interference between the probes during transmission and reception, impedance matching of the transmitting coil is achieved. This has the effect of providing an easy, high-performance NMR signal measurement method with a good signal-to-noise ratio.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明のNMR用高周波プローブ実施例を示
す構成図、第2図は第1図の動作を説明するための共振
電流特性図、第3図〜第8図はこの発明のNMR用高周
波プローブれぞれ異なる実施例を示す構成図、第9図及
び第10図はこの発明のNMR信号測定方法の一実施例
を示すフローチャート図及びタイミングチャート図、第
11図は従来のNMR用高周波プローブす構成図である
。 図である。 (1)・・・結合コイル   (1a)・・・第1結合
コイル(1b)・・・第2結合コイル (2a)〜(2d)・・・ビンダイオード(5a)〜(
5d)・・・制御端子 (10)・・・可変抵抗手段(
10a)・・・第1可変抵抗手段 (10b)・・・第2可変抵抗手段 (21)・・・送信コイル   (22)・・・受信コ
イル(30)、(30^)・・・共振回路 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
Fig. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the high frequency probe for NMR of this invention, Fig. 2 is a resonant current characteristic diagram for explaining the operation of Fig. 1, and Figs. 3 to 8 are for NMR of this invention. 9 and 10 are flowcharts and timing charts showing one embodiment of the NMR signal measurement method of the present invention, and FIG. 11 is a diagram showing a conventional high frequency probe for NMR. It is a block diagram of a probe. It is a diagram. (1)...Coupling coil (1a)...First coupling coil (1b)...Second coupling coil (2a)-(2d)...Bin diode (5a)-(
5d)...Control terminal (10)...Variable resistance means (
10a)...First variable resistance means (10b)...Second variable resistance means (21)...Transmission coil (22)...Reception coil (30), (30^)...Resonance circuit In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)高周波磁場を送信又は受信するための共振回路と
、この共振回路に磁気結合された結合コイルと、この結
合コイルに接続された可変抵抗手段と、この可変抵抗手
段のインピーダンスを制御するための制御端子とを備え
たNMR用高周波プローブ。
(1) A resonant circuit for transmitting or receiving a high-frequency magnetic field, a coupling coil magnetically coupled to this resonant circuit, a variable resistance means connected to this coupling coil, and a method for controlling the impedance of this variable resistance means. A high frequency probe for NMR equipped with a control terminal.
(2)可変抵抗手段は、逆直列接続された一対のピンダ
イオードを含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載のNMR用高周波プローブ。
(2) The high frequency probe for NMR according to claim 1, wherein the variable resistance means includes a pair of pin diodes connected in anti-series.
(3)可変抵抗手段は、ブリッジ構成された複数のピン
ダイオードを含むことを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載のNMR用高周波プローブ。
(3) The first claim characterized in that the variable resistance means includes a plurality of pin diodes arranged in a bridge configuration.
High frequency probe for NMR described in section.
(4)結合コイルと可変抵抗手段との間に、λ/2の整
数倍の電気長を有する伝送線路を介在させたことを特徴
とする特許請求の範囲第1項乃至第3項のいずれかに記
載のNMR用高周波プローブ。
(4) Any one of claims 1 to 3, characterized in that a transmission line having an electrical length that is an integral multiple of λ/2 is interposed between the coupling coil and the variable resistance means. A high frequency probe for NMR described in .
(5)送信プローブにより高周波磁場を送信し、受信プ
ローブにより測定対象からのNMR信号を受信するNM
R信号測定方法において、前記送信プローブの送信コイ
ルに磁気結合された第1結合コイルと、前記受信プロー
ブの受信コイルに磁気結合された第2結合コイルと、前
記第1結合コイルに接続された第1可変抵抗手段と、前
記第2結合コイルに接続された第2可変抵抗手段とを設
け、前記高周波磁場を送信する期間は、前記第1可変抵
抗手段を高インピーダンスにすると共に前記第2可変抵
抗手段を低インピーダンスにし、前記NMR信号を受信
する期間は、前記第1可変抵抗手段を低インピーダンス
にすると共に前記第2可変抵抗手段を高インピーダンス
にすることを特徴とするNMR信号測定方法。
(5) NM that transmits a high frequency magnetic field with a transmitting probe and receives an NMR signal from the measurement target with a receiving probe
In the R signal measurement method, a first coupling coil magnetically coupled to a transmitting coil of the transmitting probe, a second coupling coil magnetically coupled to a receiving coil of the receiving probe, and a first coupling coil connected to the first coupling coil. 1 variable resistance means and a second variable resistance means connected to the second coupling coil, and during the period of transmitting the high frequency magnetic field, the first variable resistance means is set to high impedance and the second variable resistance means is set to high impedance. A method for measuring an NMR signal, characterized in that the impedance of the first variable resistance means is set to low impedance and the second variable resistance means is set to high impedance during a period of receiving the NMR signal.
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